一个是宇宙中吞噬万物的终极天体|把反物质炸弹丢进黑洞会怎样?( 二 )


好了 , 现在爆炸时机可控了 , 那我们就设置成让它在接触黑洞后引爆 。 但是怎么才算接触黑洞呢?你可能会说:这还不简单 , 接触视界面不就算接触了吗?欸 , 真的是这样吗?你先仔细想想黑洞的视界面究竟是什么 。
一个是宇宙中吞噬万物的终极天体|把反物质炸弹丢进黑洞会怎样?
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从爱因斯坦场方程来说 , 黑洞的视界面仅仅是一个时空界线 。 由于扭曲的时空以及光速限制 , 这条线以内的任何事件永远无法影响到外界 , 所以它也叫做事件视界 。 而根据场方程 , 黑洞的全部质量都应该集中在内部的奇点(或者奇环)上 , 从奇点到视界面的中间部分 , 理论上都是空的 。 所以“接触视界面”虽然确实算是接触到了黑洞 , 但它可能并没有真正接触到黑洞内的物质 。
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注意 , 这里我为什么要加“可能”呢?因为关于黑洞内的物质分布 , 我们只是基于现有理论做的一种推测 。 根据广义相对论 , 物质落入黑洞存在两种视角:一个是物质本身 , 一个是外部观测者 。 物质都坍缩到奇点的这个推测 , 更多是从落入黑洞的物质自身的角度来考虑的 。 但是如果以外部观测者视角来看 , 黑洞内的物质可能会存在另外一种结果:它们会像洋葱一样层层包裹 。 这是因为对于外部观测者来说 , 落入黑洞的物质会永远静止在视界面处 , 或者准确说是无限红移面处 。
一个是头也不回地直奔奇点 , 一个是永远静止在视界面上 , 两个相互矛盾的结果究竟哪个才是真相?欸 , 这就是之前讲过的冰冻星悖论(冻结星疑难) 。
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今天我们不讨论它 , 你可以暂时认为从相对论的角度来说 , 因为参考系不同 , 两个结果都是真相 。 但是今天我们聊的是用反物质炸弹炸黑洞 , 所以更多应该从外部观测者视角来考虑 。
对外部观测者来说 , 由于物质会永远定格在落入黑洞的那一瞬间 , 所以黑洞内部的物质分布可能像个不均匀的洋葱 , 保留着先前物质落入黑洞的“轨迹” 。 因此这种情况下 , 从我们的视角来看 , 反物质炸弹可能永远无法引爆 , 因为它会静止在视界面上 。
退一步说 , 就算它真的进入了黑洞 , 甚至到达了奇点 , 并且成功引爆 , 但对于我们来说这些根本没办法知道 。 因为这一切都发生在事件视界之内 , 也就是说 , 这件事永远无法进入我们的光锥 。 所以无论是反物质炸弹直接爆炸 , 还是反物质和黑洞内的物质发生湮灭反应 , 在我们观测者眼里 , 黑洞就是把它吞了 , 和吞正常物质没啥区别 。
从另个方面来看 , 对于黑洞来说 , 物质一旦进去 , 它就已经没有了正常的物质结构 。 因为根据黑洞无毛定理(NoHairTheorem) , 黑洞有且只有三个物理量:质量、角动量、电荷 , 除此之外其他信息全部丢失 。 所以不管你进去的是正物质也好 , 反物质也罢 , 甚至是我们还不了解的暗物质 , 它们对黑洞来说没有什么差别 , 全都一视同仁 。
而且根据霍金的黑洞面积定理(经典黑洞的视界面积不会随着时间的推移而减少) , 所以哪怕是一个完全由反物质构成的反物质黑洞和一个普通的正物质黑洞相撞 , 最终结果这俩黑洞也不会湮灭消失 , 而是会得到一个合二为一的新黑洞 。
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